화1 유효핵전하의 주기성 질문
게시글 주소: https://m.orbi.kr/0005757694
유효핵전하 = 핵전하 - 가리움효과 라고 하던데
같은 족에서 원자번호가 증가하면 양성자 수와 전자수가 동시에 증가하는데 양성자 수 증가의 효과가 더
크기 때문에 유효핵전하가 증가한다고 배웠는데요.
왜 전자껍질수가 늘어나는건 언급을 안하는건가요?
전자 껍질수가 증가하면 그만큼 전자의 핵으로부터의 거리가 더 멀어져서 유효핵전하가 더 감소하는데
그것까지 감안해서 유효핵전하가 증가한다고 하는건가요?..
0 XDK (+0)
유익한 글을 읽었다면 작성자에게 XDK를 선물하세요.
-
고딩때 특이하게 7
가장 친했던 쌤이 사서쌤 근데 책은 잘 안 읽은... 도서관 봉사하다가 친해짐
-
수1,수2 합쳐서 몇문제정도 푸셨나요?? 20문제면 적당한건가.. 미적은 아직 n제...
-
생각보다 선생은 매해 그렇게 찾아오는 n수생들 보기때문에 별 관심을 안가집니다 뭐...
-
3모 96 4모 80 최근에 6모대비 실모 치니 2등급 까지 떨어짐 가끔씩 개념이...
-
어카지 어카지 어카지
-
수학 공부할때 0
풀릴때까지 몇분이고 잡고잇늠게맞나요 머리쓰는거 싫어서 다 넘겻더니 시간걸릴법한...
-
6모조이고
-
분위기가 살벌해지네요 다들 너무 싸우지마셔요..ㅠ 항상 여러분 멘탈이 제일 중요하니까요..!
-
얼버기 5
연 등장
-
현역은 6모 3
그냥 학평이랑 똑같이 치나요? 자기 반에서? 급식 나오나?
-
노베이스에서 시작해서 6모는 해보자 해서 모교로 했는데 현역들 사이에 껴줘가주고.....
-
아님 기시감 덜한 옛날 기출 풀어보는게 나을려나
-
11시: 가장 활동이 활발한 시간. 답변 받기도 좋지만 대신 그만큼 자주 올라오는...
-
춘향전 달천몽유록 정을선전 늙은 소의 탄식 이중에 한개 안나오면 삼수함
-
옯창의 장점 0
매일 출첵할때 날짜를 인지하는 습관을 갖게 됨
-
제발 빨리 급함 ㅠ
-
약점공략특강 오면 빨더텅사서 공부해야겠다
-
아닌가 이게 낫나
-
올해도 과연 2
미적 28번이 30번 역할을 대체할지... 문학에서 변별하는 기조를 유지할지...
-
아이고 여러분 12
어제 커피를 그렇게 잡수시고 또 꿀잠자다가 머리에 보온병이 날라와서 깼네요 다들 굳모닝입니다
-
확통 못하는데 추천좀
-
몸이 아프긴한데 또 못갈 수준은 아님 하.........
-
윽 지옥첱...
-
미적 허수 2
모고 보면 항상 50언저린데 기출문제만 벅벅 푸는 게 답인가요?ㅜ
-
6모 맞다이로 들어와...
-
쫓기느라 바쁘다 질문 못받는다.
-
정법황님들 지금부터 정법시작하는거 에반가요 내용 아예 몰라요 현역이고 수학 안보는...
-
사람이 오른손잡이인지 왼손잡이인지 맞출수 있음
-
학교 가기 싫다 2
-
문과기준 8개월동안 똑같이 공부한다면 뭐가 더 쉽나용?
-
일찍 저녁에 잠들고 푹자고 체력 풀충전으로 시험응시하셔유 수미잡 수미잡 결국 수미잡...
-
빡모 2회 후기 1
84점 (미적분) (15 22 28 30틀) 예상 1컷: 88 ~15번: 매우 쉬움...
-
기상 1
씻고 도서관으로
-
아... 1
예비군 가야하는 오전이구나
-
얼버기 0
피곤해
-
내일 뉵모구나 2
후
-
자 이제 시작이야 내꿈을~ 내꿈을 위한 여행 피 카 츄
-
아침에 풀어보시고 가시면 도움 될거에요!! 시험 잘 치고 오세요~~
-
이렇게 연구할 게 많고 공부할 게 많은데 많은 학생들이 ‘안정성‘ 하나만 보고...
-
저희 학교가 변형이 워낙심해서 단순 지문 암기로는 반타작도 불가능하고 그냥 순수...
-
2025 논술고사 대학별(시행 일정) 2025_논술날짜시간수시모집...
-
un, in ,dis- 구문하는 방법 잇을까요
-
원래는 김승리T 들을려고 다른 쌤들 수업 이것저것 다 대기 걸었다가 첨에 유대종T...
-
수학가형 만점이 어려워? 아니면 국어100 수학나형100 같이 맞는게 어려워?
-
김ㅇㅇT 0
강민철T-구조독해 김동욱T-그읽그풀 김승리T-유기적 연결 강사들마다 보면 뭔가...
-
삼성같은 엄청 큰 대기업 1등으로 들어갈래?
-
둘중에 뭐가 더 어려워?
-
둘중에 뭐가 더 어려워? 요즘 수능국어만점은 23학년도 제외야
-
투표
쉽게 풀어보면
껍질 수가 늘어난다는 것을
1.거리 증가
2.가리움효과 증가
로 구분해보지요
보통의 주기적 성질은 대부분
거리 변화>핵전하 변화>가리움 변화
순으로 영향을 끼치는데
유효핵전하는 거리와는 관련이 전혀 없습니다.
정확히는 전자간 반발과만 관련이 있지요
예를들면 수소(양1 전1)에서
전자가 느끼는 유효핵전하는
바닥상태이든 들뜬 상태이든 같습니다.
받는 전기력의 세기는 달라지겠지요
그래서 같은 족일때 최외각 전자가 느끼는 유효핵전하가 받는 영향은
핵전하>가리움 두개만 작용한다고
생각하시면 편합니다
바로 윗분 말씀이 맞아요. 유효 핵전하는 전자가 받는 인력이 아니며, 핵과의 거리하고는 무관합니다. 예를 들어서 수소 원자 있잖아요. 수소 원자에 전자가 한개 있을텐데, 이 때 전자와 핵까지의 거리는 얼마고 전자가 어떤 껍질에 있는가와는 전혀 상관없이 전자가 받는 유효 핵전하는 무조건 +1입니다. 물론 전자가 핵에서 멀어진다면 전자가 받는 인력은 줄어들겠죠. 하지만 유효 핵전하는 무조건 +1입니다.
그럼 유효 핵전하의 실체가 뭐냐구요? 그냥 (양성자 수)-(가리움 효과)라고 알아 두시면 됩니다. 수소 원자같은 경우 (양성자 수)=1 이고, 가리움 효과를 일으키는 다른 전자가 없기 때문에 (가리움 효과)=0 이므로 이 경우 유효 핵전하는 그냥 1이 되는 거구요.
“유효핵전하 = 핵전하 - 가리움효과”인 것은 다 알고 있지만, 가리움 효과에 대한 설명은 많지 않다. 화학 1에서는 유효핵전하는 최외각 전자 1개에 대해 핵의 핵전하를 느끼는 쿨롱의 법칙으로 계산한다.
유효 핵전하를 계산하기 위해서 가리움효과를 정량적으로 표현하는 가리움상수라는 것을 도입을 한다. 가리움상수는 오비탈의 개념을 도입한 양자역학적으로 매우 복잡한 계산을 거쳐 계산되어지는데, 같은 주기에서 원자 번호가 증가할 때 핵의 양성자와 전자가 1씩 증가함에 따라 증가된 전자가 다른 전자와의 반발력등으로 효과적으로 완전히 핵의 전하를 가려 주지 못하여 그 가리움효과가 크게 나타나지 못하여 많이 증가되지 못한다. 그래서 유효핵전하는 같은 주기에서 원자번호가 증가함에 따라 증가한다. 이러한 계산은 1930년대의 Slater's rule이 수식으로 만들어져 알려져 있고 같은 주기에서는 잘 적용된다.
그러나 같은 족에서는 Slater's rule을 적용하면 약간의 오차가 생기는데 더 전문 서적에는 Clementi의 자료가 적용되고 있다. Clementi의 수식도 orbital의 복잡한 양자 역학적 수식으로 풀면서 주양자수 n과 s 오비탈이 주양자수가 증가하여도 핵 가까운 곳에서 발견될 확률이 p 오비탈 보다 크게 나타나는 “침투 효과“의 설명을 첨가하였다.
다음 원소에서 최외각 전자들의 유효핵전하(Zeff)를 비교해 보면 1족에서 밑으로 갈수록 증가한다.
H(Zeff; 1),,...................................,He(Zeff; 1.7)
Li(Zeff; 1.3) ,,,,,,,,,F(Zeff; 5.1), Ne(Zeff; 5.8)
Na(Zeff; 2.5), ,,,,,, Cl(Zeff: 6.1), Ar(Zeff; 6.8)
K (Zeff; 3.5).....
1s, 2s, 2p 오비탈의 거리에 따른 전자를 발견할 확률을 나타낸 그림에서 많이 보았을 것이다. 3s 혹은 4s도 핵 근접구역에서 작은 봉우리가 존재할 것이다. 이런 현상을 침투 현상이라고 한다. 이런 현상에 의해 Li의 2s(1), Na에서 3s(1), K의 4s(1)의 전자배치에서 각 새로운 주양자수의 s 오비탈의 특징을 볼 수 있다. Cl에서 K로 갈 때 유효 핵전하의 급격한 변화는 전자껍질의 증가, 원자의 크기에 의한 것에 의한 인력의 변화인 것은 감을 잡을 수 있을 것이다. 그리고 Na에서 K의 변화를 볼 때 K의 핵전하는 19로 증가하고 K의 4s orbital의 이런 침투 효과 때문에 전자는 핵과 만날 수 있는 기회가 더 생기고 인력적으로 더 커질 수 있게 되어 전자껍질이 증가하여 크기가 증가하더라도 유효핵전하가 약간 증가되는 것 같다.
결론적으로 보면 유효 핵전하는 오비탈로 계산된 가리움 효과를 사용하고 가리움 효과에는 각 오비탈이 갖는 거리적인 요소까지도 다 포함되므로 따로 거리를 고려할 이유는 없는 것 같다.
1. 잘못 오해하면 유효 핵전하는 정전기적인 쿨롱의 힘이라고만 생각하면 오해할 수 있는 소지가 있으므로 확실히 해둔다.
2. 전자껍질이 증가하는 족의 증가에 따른 유효 핵전하는 비록 원자의 크기는 증가하지만 s 오비탈의 특성으로 새로운 침투현상으로 인해 증가된 핵전하에 따라 약간 증가한다.
3. 유효 핵전하는 같은 주기에서 오른쪽으로 갈수록 증가한다와 원자의 크기의 감소도 같이 설명할 수 있다. 유효 핵전하가 증가하므로 핵과 전자간의 인력이 증가하여 원자반지름이 감소한다. (물론 원자 반지름의 정의를 다시 생각하자. 동종 이원자 분자에서 핵간 거리의 반으로 정의함).
4. 이온화 에너지의 Be-B,N-O, Mg-Al, P-S의 예외를 빼면 같은 주기에서 유효 핵전하의 증가와 이온화 에너지의 증가 현상은 같다.
5. 족의 증가에 따른 이온화 에너지 감소와 유효 핵전하를 같이 연결하면 설명하기가 어렵다. (또 다른 설명이 필요하다?????. 오비탈의 에너지 준위 등 ??)
6. 족의 증가에 따른 유효 핵전하의 크기와 족의 증가에 따른 원자 반지름과의 관계 또한 설명이 어렵다. (물론 원자 반지름의 정의를 다시 생각하자. 유효 핵전하는 순수하게 원자 자체에서 얻은 값이고 원자 반지름은 ?).
chemi님, 최선의 의학님, 뜳훏뚧훏님 감사합니다. 댓글을 늦게 작성해서 죄송해요.
덕분에 유효핵전하의 주기성을 이해하는데 많은 도움이 됬습니다.
별 기대 안하고 올린 글이었지만 정성들여 답변해주셔서 정말 감사합니다!